广东省普通高中学年高中化学学业水平测试 第22讲 化学与资源开发利用讲练DOC文档格式.docx
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3.煤的干馏与深加工。
(1)煤的干馏:
煤的干馏是将煤________空气加强热使其________的过程。
干馏是化学变化。
煤干馏主要产物有:
焦炉气(氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等),作气体燃料和化工原料。
焦炉气大部分是甲烷和氢气。
煤焦油(苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等)、粗氨水、粗苯等,用作医药、合成材料、印染、化肥等工业的原料。
焦炭,用作工业燃料。
(2)煤深加工:
主要目的是提高________利用率。
①煤的气化:
将煤转化为可燃性气体的过程。
如C+H2O(g)
________。
②煤的液化。
Ⅰ.将煤与氢气直接作用生成________燃料。
Ⅱ.煤间接液化是以煤为原料,先汽化制成合成气(CO和H2),然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料(如甲醇)和化学品的过程。
③煤的固化:
煤与氧化钙在高温下作用生成电石(碳化钙:
CaC2)用于生产乙炔(C2H2),再利用乙炔原料制其他有机化工产品和汽油。
一、
1.煤 石油 天然气 再生
(1)碳 氢
(2)混合物 (3)甲烷
2.
(1)蒸馏 沸点 混合物 物理 分馏
(2)①断裂 较低 化学 ②烷烃 石油 乙烯 产量 (3)气态
3.
(1)隔绝 分解
(2)能量 ①CO+H2 ②液体
二、化工生产
1.硫酸工业。
硫酸是化学工业中最重要的产品之一,是许多工业生产所用的重要原料。
硫酸曾有“化学工业之母”之称,它的产量在一定程度上标志着一个国家化学工业的发达程度。
(1)接触法生产硫酸原理:
以硫铁矿为原料生产硫酸三个阶段反应原理和设备。
①SO2的制取和净化。
4FeS2+11O2
________________(沸腾炉)。
②SO2氧化生成SO3。
________________________________(接触室)。
③SO3吸收和H2SO4的生成
________________________________(吸收塔)。
由于原料气含有很多杂质,在制造SO2和SO2氧化生成SO3过程之间要进行净化。
在实际生产时,是用98.3%的________作为SO3的吸收剂。
(2)尾气的吸收:
工业上一般用氨水吸收SO2,用H2SO4回收SO2同时制硫酸铵,使资源得到充分利用。
2NH3+SO2+H2O===________;
(NH4)2SO3+H2SO4===________________。
(3)硫酸用途:
硫酸与氨反应生成硫酸铵(肥田粉),与磷矿石粉反应生成过磷酸钙,每生产一吨硫酸铵要消耗750kg硫酸。
目前化肥工业(主要是磷肥)仍然是硫酸的最大用户,国外化肥用酸约占硫酸总消费的40%,我国化肥工业用酸约占60%。
石油工业也需要大量硫酸。
(4)对环境的污染:
主要是硫的氧化物对大气的污染和矿渣对土壤的污染。
2.合成氨工业。
(1)氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要的方法。
氨除了本身可以作为肥料外,它也是进一步制取各种氮肥的原料。
由氨制成的氮肥,最重要的是尿素。
氨和其他的含氮化合物是生产染料、炸药、医药、合成纤维、塑料等的原料。
(2)合成氨的生产方法。
①原料制取和净化:
制备合成氨需要纯净的氢、氮混合气体,氢、氮比约3∶1。
以煤、焦炭为原料制备原料气。
C+H2O
CO+H2。
CO+H2O
CO2+H2。
原料气需要经过净化后才能满足合成氨的要求。
②氨的合成:
氨的合成是一个放热、气体体积缩小的可逆反应。
反应方程式:
______________________________ (合成塔)
以铁为主的催化剂的活性温度,一般控制在400~500℃范围内,压强越大,反应速率也越大。
(3)对环境的污染:
主要是氮的氢化物________和烧煤产生的________对大气的污染。
3.纯碱工业。
我国化工专家________先生提出了将氨碱法与合成氨生产的改进工艺,即:
联合制碱法。
第一步:
NH3+H2O+CO2===NH4HCO3。
第二步:
NH4HCO3+NaCl===NH4Cl+NaHCO3↓。
第三步:
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。
即:
①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,②2NaHCO3
碳酸氢钠溶解度比NaCl、NH4HCO3小,碳酸氢铵与氯化钠反应生成氯化铵和碳酸氢钠沉淀。
NH4Cl单独结晶析出供作氮肥。
4.氯碱工业。
①氯碱工业的原料是食盐。
盐中的杂质,一般用________除去SO
,再用________________除去Ba2+、Ca2+、Mg2+等杂质,然后用盐酸调节到中性或偏酸性后进行电解。
②原理:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
③对环境的污染:
主要产生对水质和大气造成污染的碱性废水和________。
二、
1.
(1)①2Fe2O3+8SO2 ②2SO2+O2
2SO3 ③SO3+H2O===H2SO4 浓硫酸
(2)(NH4)2SO3 (NH4)2SO4+SO2↑+H2O
2.
(2)②N2+3H2
2NH3 (3)NH3 SO2 3.侯德榜
4.①氯化钡 氢氧化钠、碳酸钠 ③Cl2
三、精细化工产品
1.精细化学品及其生产特点。
(1)含义:
欧美等国把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质,称为精细化学品(finechemicals);
把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品(specialtychemicals)。
中国、日本等国则把这两类产品统称为精细化学品。
(2)分类:
精细化学品的品种繁多,有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。
中国精细化学品大体上包括:
医药、农药、染料、涂料、颜料、信息技术用化学品(包括感光材料、磁记录材料等)、化学试剂和高纯物质、食品添加剂、饲料添加剂、催化剂、胶粘剂、助剂、表面活性剂等。
2.肥皂。
(1)主要成分:
是高级脂肪酸的钠盐或钾盐,溶于水时,电离出RCOO-和Na+或K+,RCOO-中—COO—为亲水基,溶于水而不易溶于油;
R—为亲油基,溶于油而不易溶于水。
(2)肥皂的去污原理:
分为三步:
①________:
使附着的油污易于分散到水中;
②________:
使油污在水中形成小滴,脱离附着物而悬浮在水中;
③______:
使油污和其他固体污垢更容易被吸附而脱离附着物。
(3)肥皂的生产原理。
①皂化反应:
油脂在______催化下的酯______,得到高级脂肪酸的钠盐和甘油的反应。
这个反应是制造________流程中的一步,因此而得名。
脂肪和植物油的主要成分是甘油三酯,它们在碱性条件下水解的方程式为:
CHOCORCH2OCORCH2OCOR+3NaOH
3R—COONa+CH2OH—CHOH—CH2OH
Ⅰ.R基可能不同,但生成的R—COONa都可以做肥皂。
Ⅱ.油酸是不饱和________,由油水解所得。
软、硬脂酸都是饱和脂肪酸,由脂肪水解所得。
使用KOH水解,得到的肥皂是软的。
②盐析:
向水解后的溶液中加入氯化钠可以分离出脂肪酸钠,这一过程叫________。
高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分。
3.表面活性剂:
指具有表面活性,由________基团和________基团组成的在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的化合物。
溶于水后容易电离的基团叫________。
能与油类互相吸引、溶解的基团叫________,通常是由石油或油脂组成的长碳链的烃基。
表面活性剂根据溶于水后的存在形式可分为________表面活性剂和________表面活性剂。
三、
2.
(2)①润湿 ②乳化 ③起泡 (3)①碱 水解 肥皂 Ⅱ脂肪酸 ②盐析
3.亲油 亲水 亲水基 亲油基 离子型 非离子型
四、化肥与农药
1.化肥。
(1)农作物在生长过程中需要的主要有________________________等元素,以及需要量很少但不可或缺的微量元素。
其中,________,作物可以从空气和土壤里的水中获得;
微量元素土壤中大都供给有余。
农作物需要量最大的________元素,必须通过人工施肥加以补充。
化肥主要为农作物补充氮、磷和钾三种元素,例如,NH3、NH4NO3、Ca(H2PO4)2·
H2O和CaSO4、KCl、K2SO4等。
与天然肥料(农家肥)相比,化学肥料具有有效成分含量__________、作物容易________、肥效________等优点,也有肥效持续时间________、容易引起土壤酸碱性和结构的________等缺点,人们过多食用含化肥的食物对人体有害。
(2)磷肥:
主要以________________为原料生产。
常见的磷肥有:
过磷酸钙(主要成分________·
H2O和______)、钙镁磷肥(主要成分是______和______);
磷肥的主要作用是促进作物根系发达,增强抗寒、抗旱能力,促进作物提早成熟,穗粒增多,籽粒饱满。
(3)钾肥:
常见钾肥有__________、__________、__________和草木灰。
钾肥的主要作用是促进作物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力。
(4)氮肥:
常见氮肥有__________、__________、________和碳酸氢铵等。
它们大都以________为原料生产。
氮肥的主要作用是促进作物的茎叶生长茂盛、叶色浓绿。
(5)复合肥:
含有________中两种或两种以上的肥料。
其肥效更好。
2.农药。
农药的生产和使用已有悠久的历史,大体上可分为利用天然物质、无机农药和有机农药三个阶段。
(1)杀虫剂:
第一代农药是________;
第二代是________农药,效果好,但高毒、高残留,以有机氯、有机磷、氨基甲酸酯等为代表;
第三代农药的特点是________、________、________。
混合和交替地使用不同的农药,防止产生抗药性、保护害虫天敌;
注意农药使用的安全间隔期;
严格按照使用说明(浓度、剂型、适用范围和使用条件等)施用等。
同时一定要注意个人防护。
(2)杀菌剂:
杀菌剂的主要作用是防治农作物的病害,早期使用的杀菌剂是表面杀菌剂,常用________、硫磺、________等;
它们不能消除进入植物体内的菌丝,后来人们发明的________性杀菌剂能消除进入植物体内的菌丝。
3.农药与化肥的使用注意事项。
(1)碱性肥料氨水、石灰氮、草木灰等不能与敌百虫、乐果、甲胺磷、速灭威、托布津、井岗霉素、多菌灵、叶蝉散、菊酯类杀虫剂等农药混用,否则会降低药效。
(2)碱性农药石硫合剂、波尔多液、松脂合剂等,不能与碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等铵态氮肥和过磷酸钙等化肥混用,否则会使氨挥发损失,降低肥效。
(3)含砷的农药,如砷酸钙、砷酸铝等不能与钾盐、钠盐类化肥混用,否则会产生可溶性砷而发生药害。
(4)化学肥料不能与微生物农药混用,因为化学肥料挥发性、腐蚀性很强,若与微生物农药如杀螟杆菌、青虫菌等混用,则易杀死微生物,降低防治效果。
四、
1.
(1)碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁 碳、氧、氢 氮、磷和钾 高 吸收 快 短 变化
(2)Ca3(PO4)2 Ca(H2PO4)2 CaSO4 Ca3(PO4)2 Mg3(PO4)2 (3)KCl K2SO4 KNO3 (4)尿素 硫酸铵 硝酸铵 氨水 (5)氮、磷、钾
2.
(1)天然产物和无机物 有机合成 高效 低毒 低残留
(2)石灰 波尔多液 内吸收
单选题
1.下列关于石油的说法正确的是( )
A.石油属于可再生矿物能源
B.石油主要含有碳、氢两种元素
C.石油的裂化是物理变化
D.石油分馏的各馏分均是纯净物
1.解析:
石油是不可再生矿物能源;
石油的主要成分是烃类物质,含碳、氢两种元素;
石油的裂化是化学变化;
石油分馏产品是混合物。
答案:
B
2.下列过程没有化学变化的是( )
A.煤的气化B.煤的干馏
C.石油的分馏D.石油的裂化
2.解析:
石油的分馏是个物理变化的过程。
C
3.(2014·
广东省普通高中学业水平考试)石油有“工业血液”之称。
通过石油分馏可以得到的物质是( )
A.汽油B.水煤气
C.焦炭D.煤焦油
3.解析:
通过石油分馏可以得到汽油、煤油、柴油等,故答案为A。
A
4.下列说法不正确的是( )
A.煤是各种芳香烃组成的混合物
B.煤燃烧时,会产生大量的SO2、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等污染物
C.煤是由有机化合物和无机化合物所组成的复杂混合物
D.煤可以分为无烟煤、烟煤、泥煤、裼煤等
4.解析:
煤的干馏产物煤焦油含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃,但自身不含芳香烃,故A不正确;
煤中含有少量S、N等元素,故燃烧产物会出现大量SO2、NOx和碳氧化物及烟尘。
5.(2015·
广州市第十五中学学业水平模拟考试)下列关于煤、石油和天然气的说法正确的是( )
A.三者均为可再生能源
B.天然气的主要成分是甲烷
C.石油产品中的乙烷和乙烯都能发生加成反应
D.煤燃烧产生的SO2和CO2都是造成温室效应的主要原因
5.解析:
三者均为不可再生能源,A错;
B显然正确;
乙烷不能发生加成反应,C错;
SO2不是造成温室效应的主要原因,D错;
答案为B。
6.(2015·
广州市二中学业水平模拟考试)石油和煤都是重要的化石能源,下列有关石油和煤的叙述正确的是( )
A.都是纯净物
B.都含有碳元素
C.都是可再生能源
D.都有固定的沸点
6.解析:
都是混合物,A错;
都是不可再生能源,C错;
混合物都没有固定的沸点,D错;
显然B正确;
7.下列措施不符合节能减排的是( )
A.大力发展火力发电,解决广东电力紧张问题
B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏
D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气
7.解析:
火力发电,必须使用外界的能源,不节能,A项不符;
太阳能热水器,使用太阳能是节能的,B项符合;
回收石膏是充分利用原子节约的一种表现,C项符合;
沼气作燃气是节能的,D项符合。
8.石油裂化的主要目的是为了( )
A.提高轻质液体燃料的产量
B.便于分馏
C.获得短链不饱和气态烃
D.提高汽油的质量
8.解析:
石油裂化的主要目的是为提高轻质液体燃料的产量。
9.洁净煤技术(CleanCoalTechnology,简称CCT)的含义是:
旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。
下列措施不属于洁净煤技术的是( )
A.溶剂萃取脱硫法
B.煤的气化(产物主要为CO和H2)
C.借助高温和催化剂的作用,使煤裂解成小分子的烃类液体燃料
D.煤的直接燃烧
9.解析:
洁净煤技术涉及四个领域煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理。
煤的直接燃烧会产生二氧化硫等污染性气体,故答案为D。
D
10.下列有关硫铁矿制硫酸的说法中,正确的是( )
A.沸腾炉中出来的炉气,可直接进入转化器中进行催化氧化
B.焙烧硫铁矿的反应中,二氧化硫是唯一的氧化产物
C.生产过程中要采用高温高压,以有利于二氧化硫更好地转化为三氧化硫
D.三氧化硫在吸收塔中被吸收时,通常用质量分数为98.3%的硫酸做吸收剂,而不直接用水吸收
10.解析:
本题考查硫酸的生产工艺流程原理。
沸腾炉中出来的炉气除了含有SO2、O2、N2外还有水蒸气及其他杂质,水蒸气和杂质对设备和下一步进行的氧化反应有害,因此必须进行净化和干燥处理,故A错误。
FeS2被氧化,氧化产物为SO2和Fe2O3,故B错误。
高温对反应速率有利,但对转化率不利;
高压虽然对二者皆有利,但实践证明常压下二氧化硫转化率已经很高,故C错误。
用质量分数98.3%的硫酸做吸收剂,可以防止形成酸雾提高三氧化硫的吸收率,故D正确。
11.硫酸工业是利用反应2SO2+O2
2SO3制备SO3,该反应为放热反应。
温度和压强对SO2平衡转化率影响的数据如下表所示:
从成本角度考虑,应选用的适宜压强和温度条件是( )
A.0.1MPa,400℃B.0.5MPa,500℃
C.1MPa,600℃D.10MPa,600℃
11.解析:
常压条件下进行化学反应,设备经济成本低,600℃反应速率大,单位时间产量高。
12.化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上,着重考虑综合经济效益。
从硫酸工业遵循的科学原理和综合经济效益分析,下列说法不正确的是( )
A.硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区
B.硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利
C.硫酸厂生产过程中的污水,含有硫酸等杂质,可用石灰乳中和处理
D.可利用硫酸厂生产过程中产生的“废热”来供热和发电
12.解析:
因为硫酸成品的运输比较困难,所以应该靠近消费中心,答案为B。
13.下列关于氮气、氢气合成氨的说法中,正确的是( )
A.将氮气、氢气合成氨,必须施加高温、高压、催化剂等反应条件
B.在氮气、氢气合成氨的化学反应中,催化剂的性能对反应物的温度和压强的高低具有一定的制约作用
C.现代工业上实施的合成氨属于仿生固氮
D.将NH3转化为固态化肥NH4Cl也属于人工固氮
13.解析:
催化剂是影响化学反应速率外部因素中的主角。
催化剂的性能强了,可以适当降低反应物的温度和压强;
催化剂的性能弱了,就要适当提高反应物的温度和压强。
催化剂固有性能的发挥与温度有直接的关系,温度太高或太低,都会降低催化剂的活性。
NH3、NH4Cl中的氮都为化合态的氮,不属于氮的固定;
14.与氨碱法比较,下列关于联合制碱法优点的判断中不正确的是( )
A.提高了原料的原子利用率
B.降低了生产成本
C.减少了环境污染
D.减轻了对设备的腐蚀
14.解析:
联合制碱法的优点是:
①提高了原料的原子利用率;
②减少了环境污染;
③减轻了对设备的腐蚀等。
15.制肥皂时,皂化反应后加盐的作用是( )
A.加大溶液密度B.催化作用
C.与甘油反应D.盐析使肥皂析出
15.解析:
皂化反应后加盐的作用是盐析,使肥皂析出,答案为D。
16.关于精细化学产品叙述正确的是( )
A.氯碱工业为精细化学品
B.塑料、合成纤维、橡胶属于精细化学产品
C.表面活性剂属于精细化学产品
D.陶瓷属于精细化学产品
16.解析:
精细化工包括洗涤剂、化妆品、农药、医药、表面活性剂、油田助剂、皮革助剂、生物制品、光信息记录材料、涂料等产品。
氯碱工业、塑料、合成纤维、橡胶、陶瓷等都不属于精细化学产品。
17.肥皂是一种常用的洗涤剂。
下列关于肥皂使用的说法中错误的是( )
A.肥皂对水质要求苛刻在硬水、海水、酸性水中都不宜使用
B.肥皂不宜在洗衣机中使用
C.肥皂的碱性较强,对丝绸面料的衣物有很好的洗涤效果
D.毛织物受到碱的腐蚀其纤维会紧缩使织物变形,故不宜用肥皂洗涤
17.C
18.下列有关家庭常用洗涤清洁剂的选择和使用方法错误的是( )
A.家居最好选用无磷、无苯、无荧光增白剂的清洁剂
B.用洗涤剂清洗餐具后,一定要用清水充分冲洗
C.清洁剂应单独存放、单独使用,不可混合使用
D.漂白水、消毒剂一起混合使用,清洁效果更好
18.解析:
D项错误,洁厕剂与漂白水、消毒剂一起混合使用,可产生一定数量的有毒气体,对人体健康造成伤害。
19.下列关于合成洗涤剂的说法不正确的是( )
A.合成洗涤剂分子中含有亲水基和憎水基
B.合成洗涤剂不适合在硬水中使用
C.合成洗涤剂能造成水体污染,使水质变坏
D.合成洗涤剂去污能力强
19.解析:
合成洗涤剂分子中含有亲水基和憎水基,去污能力比肥皂强,但其含有的含磷化合物会造成水体污染,使水体富营养化;
硬水对合成洗涤剂的使用没有影响(硬水中使用肥皂时会因生成沉淀而降低洗涤效果),故答案为B。
20.下列关于化肥、农药的说法中,正确的是( )
A.农药有毒.应该禁止施用农药
B.磷酸铵[(NH4)3PO4]和氯化钾均属于复合肥料
C.氯化铵与熟石灰混合、研磨,能闻到刺激性的气味
D.只观察外观,不能区别硫酸钾与磷矿粉
20.解析:
农药有毒,但对于农业生产起着重要作用,应合理地施用农药,控制农药的过量使用,防止造成污染,而不是禁止使用,A项错误;
磷酸铵[(NH4)3PO4]中含有氮元素和磷元素,属于复合肥;
氯化钾中含有钾元素,属于钾肥,B项错误;
氯化铵属于铵态氮肥,与熟石灰混合、研磨,能闻到刺激性的气味的氨气,C项正确;
磷矿粉呈灰白色,碳酸钾呈白色,观察外观,不能区别硫酸钾与磷矿粉,D项错误。
21.草木灰是一种农家肥,其主要成分是K2CO3,它属于( )
A.钾肥B.磷肥
C.氮肥D.复合肥
21.A
22.荔枝快成熟的时候特别需要磷肥和氮肥,下列符合条件的一种化肥是( )
A.NH4NO3B.KCl
C.NH4H2PO4D.KNO3
22.C
23.农资公司的化肥仓
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